Význam registru dětských nádorů v identigikaci prognosticky významných morfologických kritérií na příkladu rabdomyosarkomu
Teze inaugurční přednášky ke jmenovacímu řízení profesorem (Zasedání vědecké rady 2. LF UK dne 22.5. 1997)
doc. MUDr. Roman Kodet, CSc.
Nádory dětského věku se odlišují od nádorů dospělosti nejen věkem nemocných, ale především odlišným histogenetickým původem. Zatímco u dospělých převažují epiteliální novotvary, u dětí jsou nejčastější zhoubné nádory krvetvorných orgánů a solidní tumory mezenchymálního nebo blastémového typu.
Pro svou nezralost se navzájem morfologicky podobají a jejich diagnostika je i v rukou zkušeného histopatologa obtížná.
Studium morfologie a jejího případného vztahu k biologickému chování je u zhoubných nádorových onemocnění v dětském věku navíc znesnadněno nízkou četností v populaci ve srovnání s maligními nádory u dospělých. Právě proto vznikala v průběhu poválečných let ve Spojených státech i v Evropě specializovaná klinická a výzkumná centra zabývající se diagnostikou a léčbou dětských pacientů se zhoubnými novotvary (v USA např. National Wilms' Tumor Study a Intergroup Rhabdomyosarcoma Study (IRS). V naší republice ovlivnila soustředěná a v mezinárodním měřítku neobyčejně úspěšná činnost profesora Kouteckého a jeho spolupracovníků práci dalších pracovišť, včetně práce patologických anatomů. Týká se především bioptické klasifikace nádorů dětského věku, ale také pitev zemřelých dětí se zhoubnými nádory.
Cílem morfologické klasifikace nádorů dětského věku by měly být tři okruhy. Prvním je správná identifikace nádoru. Druhým je prognosticky orientovaná klasifikace, zahrnující též určení rozsahu nádoru u resekčních výkonů. Třetím je vymezení možných účinků onkologické léčby na tkáňové úrovni. V současné době navazuje rozvoj specializovaných metod, které se uplatní v identifikaci dalších diagnostických nebo prognostických znaků.
Abychom mohli nádory dětského věku systematicky studovat, založili jsme na našem pracovišti morfologický nádorový registr - registr dětských nádorů (RDN), ve kterém jsou zařazeni dětští pacienti s benigními a maligními nádory. Vznikl v roce 1985 na podkladě Stewardova a Marsdenova modelu Children's Tumor Registry (Manchester, UK) a zasahuje retrospektivně do roku 1974. Do konce roku 1996 jsme registrovali 5970 dětí, z toho 2917 nemocných s maligními novotvary (49%), 2700 s novotvary benigními (45%), 301 s nádory klasifikovanými jako nádory o neurčitých biologických vlastnostech (5%) a 52 dětí, u kterých jsme z různých důvodů nebyli schopni nádor ani rámcově zařadit (<1%). U 648 nemocných (10,8%) jsme nádory vyšetřovali jako konzultaci biopsie provedené na jiném pracovišti v České republice. Registr je koncipován tak, aby byly dostupné nejen histologické preparáty, ale - a to je zvláště cenné - v naprosté většině případů také archivní tkáně zalité do parafinu, případně tkáně dlouhodobě skladované ve zmrazeném stavu. Lze tak pohotově mobilizovat materiál pro retrospektivní hodnocení a aplikaci nových diagnostických postupů.
A) V první části se pokusíme nastínit diagnostické možnosti současné patologie v oblasti zhoubných nádorů u dětí. Jako model jsme vybrali rabdomyosarkom (RMS) vzhledem k tomu, že diagnostika sarkomů byla pro nás od počátku jednou z nejobtížnějších. Rabdomyosarkom je uváděn ve skupině tzv. solidních nádorů z malých tmavých buněk dětského věku. Diferenciální diagnóza zahrnuje následující jednotky, lišící se věkovým výskytem, lokalizací a klinickým chováním a vyžadující odlišnou léčebnou taktiku:
Učebnicové termíny a klinické chápání uvedených jednotek jsou jednoznačně definovány. Přitom je třeba zdůraznit, že tyto nádory se vyskytují často v nediferencované formě a na úrovni běžné histologie je nelze od sebe vzájemně odlišit, i když víme, že vznikají z histogeneticky determinovaných prekurzorů.
Diagnostickými nástroji v patologii jsou, kromě klasické cytologie a histologie, také elektronová mikroskopie a stále více se uplatňující imunohistochemické metody. Z dalších přístupů se rozvinula průtoková cytometrie (zde pro stanovení obsahu DNA).
Abychom prohloubili naše znalosti, analyzovali jsme v rámci širší studie skupinu nemocných klasifikovaných v našem registru jako nediferencovaný sarkom a rabdomyosarkom. Některé zkušenosti budeme demonstrovat na základě výsledků několikaleté spolupráce s Intergroup Rhabdomyosarcoma Study - IRS (Columbus, Ohio).
Ve skupině nemocných kódovaných v RDN jako sarkom blíže nezařazený a rabdomyosarkom bylo do konce roku 1995 229 dětí od novorozeneckého věku do 16 let. U 141 jsme v rámci standardních diagnostických postupů již dříve prokázali myogenní diferenciaci a tyto nádory jsme hodnotili jako RMS. U 88 dětí, u kterých nebyl nádor původně rozpoznán jinak než popisným termínem - nediferencovaný sarkom nebo embryonální sarkom, jsme při retrospektivní studii mohli za pomoci imunohistochemických diferenciačních markerů v 35 případech nádor blíže zařadit jako specifickou nosologickou jednotku - v 17 případech jako RMS, v 11 jako periferní neuroepiteliom/Ewingův sarkom, a ve zbývajících případech jako neuroblastom (3x) a jako tzv. rabdoidní tumor (4x). U dalších 29 nemocných jsme neměli vhodnou tkáň pro další studium k dispozici. U 24 nemocných jsme ani při použití dostupného spektra našich imunohistochemických možností neuspěli a tyto nádory zůstávají nadále hodnoceny jako sarkom nediferencovaný. Sestava tedy zahrnuje 158 dětí s RMS, 5,8% z celkového počtu 2709 nemocných zhoubným novotvarem registrovaných v RDN k 31. prosinci 1995.
RMS je klasicky členěn na tři základní kategorie - embryonální, alveolární a pleomorfní.
Histologicky je embryonální RMS charakterizován okrouhlými, hvězdicovitými nebo protáhlými buňkami nediferencovaného charakteru. V některých případech však již histologicky identifikujeme myogenní diferenciaci v podobě buněk s hojnou eosinofilní okrouhlou nebo stuhovitou cytoplasmou a s prokazatelným příčným pruhováním cytoplasmy nádorových buněk podmíněným střídáním isotropních a anisotropních úseků kontraktilních fibril (přibližně 22% případů). Pokud embryonální RMS roste v oblasti pod sliznicí dutých orgánů (např. dutina nosní, močový měchýř), označuje se jako botryoidní sarkom a má makroskopicky charakteristický hroznovitý vzhled.
Alveolární RMS tvoří naproti tomu hnízda kulatých nádorových buněk, opět většinou nediferencovaných. Charakteristickým znakem je ulpívání nádorových buněk na fibrovaskulárních septech, zatímco se buňky v centru pseudoalveolů uvolňují ze svazů a jen někdy se diferencují v rozpoznatelné rabdomyoblasty, jindy se rozpadají.
Pleomorfní RMS je podle našich zkušeností dosud mlhavě definován. Udává se, že představuje přibližně 1-2% rabdomyosarkomů. Analýzou literatury jsme zjistili, že pleomorfní RMS je uváděn buď jako nádor s anaplastickými nukleárními rysy nebo jako nádor s nepravidelností cytoplasmatické diferenciace. Podle našeho přehledu získaného studiem více než 3 000 RMS v rámci IRS I, II a III jde u dětí v naprosté převaze o vystupňovanou jadernou anaplasii. Tuto variantu jsme v písemnictví prosadili jako RMS anaplastický. Zároveň je prakticky vždy možné vystopovat vztah k embryonální variantě, vzácně k variantě alveolární. Objektivizováním stupně anaplázie je vyšetření DNA-ploidie pomocí průtokové cytometrie. Na omezeném souboru nemocných jsme v rámci IRS zjistili, že nemocní s anaplastickými RMS mají DNA obsah v oblasti extrémní DNA aneuploidie. Příklady nádorů, které bychom mohli hodnotit jako pleomorfní RMS jsou skutečně vzácné. V našem registru je pouze jedna nemocná s RMS, o kterém se domníváme, že splňuje kritéria diagnózy RMS pleomorfního. Nádor je výjimečný též tím, že se vyvinul jako sekundární sarkom v oblasti orbity za 13 let po diagnóze a léčbě primárního nádoru - retinoblastomu.
RMS s diferencujícími se rabdomyoblasty nebývá při určitých zkušenostech diagnostickým problémem (přesto jsme viděli vážné záměny sarkomu za zánětlivý proces a naopak misinterpretaci granulační tkáně nebo polypu za RMS). Obtížné je identifikovat nediferencovaný RMS, který se podobá, jak jsem již zmínil, některým jiným nádorům dětského věku. V některých případech pomáhá ultrastrukturální vyšetření, které odhalí počínající diferenciaci strukturálních proteinů kontraktilního aparátu. Ultrastrukturální vyšetření je však časově i technicky náročné a jeho nevýhodou je skutečnost, že zpřehlední pouze nepatrnou část bioptického materiálu (řádově méně než jeden milimetr). Přesto je diagnostická výtěžnost podle naší zkušenosti příznivá - u 38% histologicky nediferencovaných RMS lze ultrastrukturálně rozeznat myoblastickou diferenciaci. Druhou možností je detekce různých svalově specifických antigenních epitopů imunohistochemickou technikou. Během několika let jsme ověřili, že nejkvalitnější výsledky pro rozpoznání myoblastů jsou získány s protilátkami proti cytoskeletálnímu svalově specifickému proteinu - desminu a proti sarkomerické formě aktinu. Obě protilátky umožní rozpoznat myogenní diferenciaci i v buňkách na histologické úrovni nediferencovaných. Z celkového počtu 122 imunohistochemicky vyšetřených rabdomyosarkomů byl desmin pozitivní v 88% případů, sarkomerický aktin v 76%. Jiné prokazatelné epitopy, např. myoglobinu, jsou sice tkáňově specifické, avšak objevují se v imunohistochemicky prokazatelné míře až v pozdní fázi myogenní diferenciace, čímž je jejich diagnostická výtěžnost nižší. Svalově specifickým je i produkt genu MyoD1 (transkripční faktor), se kterým získáváme zkušenosti.
Kombinací uvedených přístupů jsme mohli diagnostikovat i nediferencované typy RMS, které jsme ještě před několika lety nebyli schopni rozpoznat.
B) Morfologická klasifikace na podtypy by neměla sama o sobě jiný než diagnostický význam, kdyby zde neexistoval vztah k prognóze. Ze 158 nemocných s RMS jsme měli s pomocí spolupracovníků z kliniky dětské onkologie a některých mimopražských pracovišť dlouhodobé sledování dostupné u 151 dítěte. Embryonální RMS jsme diagnostikovali u 89, alveolární RMS u 60, u jednoho jako pleomorfní a u jednoho jsme nádor nedokázali spolehlivě zařadit do žádné z kategorií. Z porovnání základních morfologických kategorií sestavy v našem registru je zřejmé, že prognosticky jsou příznivější embryonální RMS. U nemocných s embryonálními RMS je celkové přežití pět let 58%. U nemocných s alveolárními RMS je pětileté přežití v naší sestavě 36%. Výsledek je statisticky významný (log-rank test P= 0.0053).
U embryonálních RMS se v písemnictví udává, že příznivější chování má botryoidní varianta. V naší sestavě bylo 29 nemocných s čistým botryoidním sarkomem (32,6% embryonálních RMS). Srovnání přežití dětí s botryoidním RMS s dětmi ostatními, u kterých jsme diagnostikovali embryonální RMS, však není statisticky významné.
V případě anaplastických RMS jsme na sestavě 110 nemocných z centra IRS prokázali, že mají prognózu nepříznivou ve srovnání s klasickými variantami embryonálního RMS (5 leté přežití ve skupině s vystupňovanou anaplázií 45% versus 68% pro embryonální RMS, log-rank test P= O.004). V naší pražské sestavě bylo nemocných s anaplastickým RMS pět, u čtyř byl vztah k embryonálnímu RMS, u jednoho k alveolárnímu RMS. Všichni zemřeli v rozmezí od 4 měsíců do 3 let po diagnóze.
Na tomto místě je nutné zdůraznit, že na prognózu nemocných s RMS mají vliv další faktory, mezi kterými jsou podstatné klinické stádium a primární lokalizace nádoru. Mezi zemřelými dětmi s RMS jsou především nemocní s primárním tumorem v tzv. parameningeální oblasti, tj. RMS dutiny nosní, paranasálních dutin a nasofaryngu a dutiny středoušní. Parameningeální lokalizace je všeobecně akceptována jako prognosticky velmi nepříznivá. RMS se snadno šíří na bázi lební, prorůstá do dutiny lební a rozvíjí se sarkomatóza mening. Nepříznivě se chovají též RMS končetinové a RMS hlubokého svalstva trupu (zvl. paraspinální). Převažují zejména morfologické typy alveolárního RMS. U alveolárního RMS jsou často přítomny metastázy do regionálních lymfatických uzlin, u embryonálního RMS prakticky neznámé. Protipólem jsou dvě primární lokalizace RMS s velmi příznivou prognózou - v orbitě a paratestikulárně. Ve spolupráci s IRS jsme vyšetřili rozsáhlou sestavu 243 dětí s RMS orbity, u kterých jsme demonstrovali nápadně příznivější průběh nemoci. Opět se však ukázalo, že je důležité hodnotit zvlášť morfologické kategorie RMS embryonálního (5leté přežití 94%!) a RMS alveolárního, u kterého je patrná méně příznivá prognóza (5leté přežití 71%). Příznivý je také osud nemocných s embryonálními RMS v paratestikulární oblasti, zvláště tzv. vřetenobuněčného typu.
C) Reakci na chemoterapii a radioterapii je na mikroskopické úrovni obtížné posuzovat, protože změny ve tkáních bývají obdobné změnám, jež se vyskytují spontánně. Nejčastěji využíváme porovnání resekčních materiálů s recidivami, případně s metastázami nebo s ne- kroptickým nálezem. Na základě vyšetření našeho souboru jsme vyčlenili následující typy reakcí spojených s chemoterapií nebo aktinoterapií a s vazbou na další průběh nemoci, které nejsou v písemnictví dostatečně definovány:
D) Na příkladu identifikace rabdomyosarkomů jsme chtěli dokumentovat, že histopatologické vyšetření má v diagnostice nádorů dětského věku zásadní význam a umožňuje klinickému spolupracovníku volbu vhodného léčebného přístupu. Obdobným způsobem jako u sarkomů postupujeme u dalších nádorů diferenciálně diagnostického spektra "solidních nádorů z malých tmavých buněk dětského věku". Morfologické vyšetření je součástí každodenní komunikace s klinickým pracovištěm. Přínosné jsou však retrospektivní studie na bázi velkých nádorových registrů, jež umožní nové pohledy na dříve nerozpoznané jednotky. Vývoj diagnostických možností postupuje rychle vpřed. Ve spolupráci s příbuznými obory rozvíjíme nové možnosti morfologické a molekulárně biologické diagnostiky. S možnostmi aplikace nových metod budeme pravděpodobně schopni rozpoznat i mnohé z nádorů, které dosud odolávají detekčním možnostem současných diagnostických postupů v histopatologii.